CA6140车床离合器齿轮零件的工艺流程及夹具设计-课程设计

目录一序言.............................................................................................................................................2二零件分析.....................................................................................................................................2（一）零件的作用...................................................................................................................2（二）审查零件的工艺性.......................................................................................................3（三）零件的工艺性分析.......................................................................................................3三工艺规程设计.............................................................................................................................4（一）确定毛坯的制造形式...................................................................................................4（二）零件表面加工方法的选择...........................................................................................5（三）制订工艺路线...............................................................................................................5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定...........................................................6（五）确定切削用量及基本工时.........................................................................................12四夹具设计...................................................................................................................................18（一）定位基准的选择.........................................................................................................18（二）夹具的定位方案.........................................................................................................19（三）夹紧机构的选择与设计.............................................................................................19（四）夹紧力的计算.............................................................................................................19（五）定位误差分析.............................................................................................................20第2页共23页一序言《机械制造工艺学》课程设计是在《机械制造工艺学》等专业课程所学的理论知识，发展专业知识解决时间生产问题的依次实践训练。通过这次设计以巩固我们所学的理论知识和专业技能，提高自己解决实际生产问题的能力。在设计中能逐步掌握查阅手册，查阅有关书籍的能力。在设计中逐步培养了我们一丝不苟的工作态度，严谨的工作作风，对我们今后参加工作有极大的帮助。二零件分析（一）零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床主轴箱中的运动输入轴Ⅰ轴上的一个离合器齿轮，如图7-1所示。它位于Ⅰ轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器，如图7-2（M1右侧）所示。主运动传动链由电机经过带轮传动副ø130mm/ø230mm传至主轴箱中的轴Ⅰ。在轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴Ⅰ的运动经齿轮副56/43或51/43传给轴Ⅱ，使轴Ⅱ获得2种传速。压紧右部摩擦片时，经齿轮50，轴Ⅶ上的空套齿轮34传给轴Ⅱ上的固定齿轮30.这是轴Ⅰ至轴Ⅱ间多一个中间齿轮34，故轴Ⅱ的转向相反，反转转速只有1种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都第3页共23页没有被压紧，轴Ⅰ运动不能传至轴Ⅱ主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在Ⅰ轴上，只有当装在Ⅰ轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，Ⅰ轴才能带动该齿轮转动。该零件ø68K7mm的孔与两个滚动轴承的外圈相配合，ø71mm沟槽为弹簧挡圈卡槽，ø94mm的孔容纳内，外摩擦片，4~6mm槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该处轮一起转动，6×1.5mm沟槽和4×ø5mm的孔用于通入冷入冷却润滑油。（二）审查零件的工艺性齿轮零件的图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔φ68K7mm要求Ra0.8μm有些偏高。本零件各表面的加工并不困难。关于4个φ5mm的小孔，其位置是在外圆柱面上6mmX1.5mm的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为2.5mm。由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确地保证上述要求比较困难。分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此4个φ5mm的孔加工亦不成问题。（三）零件的工艺性分析1、左端ø68K7外圆表面精度等级为IT7,表面粗糙度为Ra0.8。并且槽相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布。2、16mm宽槽口相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布，其径向设计基准是ø68K7mm孔的轴线，轴向设计基准是ø106.5mm外圆的第4页共23页左端平面。3、4×ø5mm孔在6×1.5mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离是3mm。圆锥角度为90度。4个ø5mm孔分别与16mm槽宽错开45度均匀分布。4、由于加工时不能选用沟槽的侧面定位基准，故要精确地保证上述要求比较空难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。5、ø90外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2.6、左端外圆表面ø106.50-0。4精度等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3。7、ø94外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra6.3。8、ø71内孔槽内圆表面IT11Ra6.3，齿面Ra0.8。9、ø117h11龄轮外圆表面IT11Ra3.2,齿面Ra0.8。10、右端面Ra3.2，左端面Ra6.3。11、倒（圆）角。三工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式该零件材料为45钢，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷和冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的技术纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形，可获得第5页共23页较好的尺寸精度和较高的生产率。（二）零件表面加工方法的选择该零件主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及孔，其加工方法选择如下表位置公差等级粗糙度（Ra/um）加工方法Φ90IT143.2粗车-半精车Φ117h11IT113.2粗车-半精车Φ106.50-4IT126.3粗车-半精车Φ68K7IT70.8粗镗-半精镗-精镗Φ94IT146.3粗镗端面IT146.3粗车齿面IT113.2粗车-半精车槽IT133.2粗铣-半精铣Φ5小孔IT14钻（三）制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿环的加工，再进行齿面加工。第6页共23页齿坯加工包括各圆柱表面及断面的加工。按照先基准及先粗后精的原则，该零件加工工艺路线如下图所示序号工序内容设备1粗车右端ø117和ø90外圆及其端面，粗镗右端ø68孔内表面和ø71圆槽内表面C620-1型卧式车床2掉头粗车左端ø106.5及端面，粗镗左端ø94内孔表面C620-1型卧式车床3半精车右端ø117和ø90外圆及其端面，半精镗右端ø68内孔表面和ø71圆槽内表面。倒右端的角C620-1型卧式车床4掉头半精车左端ø106.5及端面，半精镗左端ø94内孔表面，倒左端的角C620-1型卧式车床5滚齿轮Y3159型滚齿机6钻ø5孔，忽沉头沉Z525型立式钻床7精镗ø68内孔表面C620-1型卧式钻床8铣槽X62W卧式车床9钳工去毛刺10终检（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定查《金属机械加工工艺人员手册》，可知钢制模锻的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工第7页共23页余量，先确定如下参数。（1）锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。（2）锻件质量m。根据零件成品质量1.36kg，估算为mf=2.5kg。由于该零件为圆形，假设其最大直径为Φ121mm，长为68mm，则由圆形锻件计算质量公式（为钢件密度，7.85g/cm3）可知：锻件外廓包容体质量S=mf/mN=2.5/6.135=0.407由于0.407介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S属S2级。(3)零件表面粗糙度。由零件图知，除Φ68K7mm孔为Ra0.8以外，其余各加工表面Ra≥1.6。①确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查《金属机械加工工艺人员手册》中锻件内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为1.7～2.2mm。锻件中心两孔的单面余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为2.5mm该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示第8页共23页②．确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。加工面工序余量精度等级工序尺寸工序尺寸公差Ø117H11齿面粗车2.5IT11118.5半精车1.5IT9117粗车3.5IT11108半精车1.5IT9106.5粗车2.5IT1191.5半精车1.5IT990粗镗2.5IT